为什么半导体芯片行业对纯水中的溶氧参数有高要求?

关于水中污染物的种类，大家已经基本熟知，关于水质的指标，大家对于电阻率，TOC可能也不陌生，但要提到水中含氧量这个参数，大家却不一定都了解。随着技术发展以及对一些专业领域认知的提升，水中含氧量其实已经成为一个不容小觑的关键性参数。

通常，水中气体杂质为二氧化碳、氧气、氮气、惰性气体等，即便是通过超纯水机层层纯化，水中的气体依然会存在残留；并且由于超纯水的高度溶解性，特别容易吸收环境中无处不在的气体物质，比如氧气等。虽然在纯水中气体含量不高，但对于一些特殊应用，纯水中溶解氧指标还是至关重要的。

溶解氧顾名思义就是溶解在水中的氧分子，通常用DO表示。溶解氧的饱和度和温度、压强有很大的关系，在25℃时，1个标准大气压下，饱和溶解氧的浓度是8.25 mg/L。通常我们会使用溶氧仪检测溶解氧浓度，检测方法主要有两种：电流测定法和荧光猝灭法。

广受关注的半导体芯片领域 ——芯片在光刻前需要清洗硅晶圆，去除污染物去除颗粒、减少针孔和其它缺陷，提高光刻胶黏附性。清洗使用的超纯水中，溶氧过高影响芯片的氧化膜的厚度，进而影响芯片的性能。美国材料协会对于电子和半导体工业所需要的纯水给出了严格的标准，《ASTM D 5127-13, Standard Guide for Ultra-Pure Water Used in the Electronics and Semiconductor Industries》中对要求的Type E-1级纯水的溶氧指标进行了规定。

水中溶解氧过高容易使管路内及储水箱等的纯水滋生细菌，并带来一系列的危害；其次，影响芯片的氧化膜的厚度，进而影响芯片的性能。这就是为什么半导体芯片行业中对纯水中的溶氧参数有特殊的要求。

作为电子信息产业支柱的芯片行业一直被称为我国科技产业的软肋，现在国家已经正式出手，加大投资，助力中国芯片产业的发展。从目前的行业布局来看，未来这个领域挑战与机遇并存，有巨大的发展潜力。相信随着“中国芯”的爆发与突破，未来纯水标准中关于溶氧指标的相关规定一定会应运而生。

目前关于实验室纯水规格及试验方法已经出台了很多的标准  - 《GB/T 6682-2008 分析实验室用水规格和试验方法》；《GB/T 33087-2016 仪器分析用高纯水规格及试验方法》， 《中国药典》等，对于电阻率，总碳等指标做了明确界定，但对于纯水中溶解氧等气体杂质的含量要求却鲜有涉及。随着各行各业的深入发展，未来对实验室分析检测的要求也会越来越细化，相信不久的将来，国内的纯水标准也会增加相关的项目。今后用户要求的水质报告，可能也不仅仅只是电阻率，TOC值，重金属含量了，会要求越来越完善，溶氧度，pH……一份全面的水质报告，才能让用户对自己的工作全面掌控。

目前上纯水在线溶解氧检测器的主要生产厂家包括梅特勒托利多（METTLER TOLEDO）和赛默飞（Thermo Fisher）。乐枫生物推出的Genie/Super-Genie系列纯水系统，采用Linux操作系统，打造了一个开放式的平台。通过1+N 模式，一台水机可连N 个在线传感器，比如溶氧测试、pH 计、浊度分析等，这些检测数据可以传输并显示在主控屏上，为用户生成一份完整的水质报告，同时还可降低企业设备更新或购买新设备的成本。可以说，带有前瞻性设计的Genie/Super-Genie纯水机，适合实验室个性化和未来发展的需要，是可以自我进化的纯水设备。